防反接保护电路,经典电源保护电子电路设计精华盘点 (防反接保护电路的意义)

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在电源电子电路设计中存在一些不稳定因素，而设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的回路称作保护电路。比如有过流保护、过压保护、过热保护、空载保护、短路保护等。锂电池保护电路由两个场效应管和专用保护集成块S组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池【【电压】】并进行控制，当电池【【电压】】上升至4.2V时，过充电保护管FET2截止，停止充电。电容在中低频或直流情况下，就是一个储能组件，只表现为一个电容的特性，但在高频情况下，它就不仅仅是个电容了，它有一个理想电容的特性，有漏【【电流】】（在高频等效电路上表现为R），有引线电感，还 在导致【【电压】】脉冲波动情况下发热的ESR（等效串联电阻）。从这个图上分析，能帮我们设计师得出很多有益的设计思路。第一，按照常规思路，1/2πfc是电容的容抗，应该是频率越高，容抗越小，滤波效果越好，即越高频的杂波越容易被泄放掉，但事实并非如此，因为引线电感的存在，一支电容仅仅在其 1/2πfc=2πf L等式成立的时候，才是整体阻抗最小的时候，滤波效果才最好，频率高了低了都会滤波效果下降，由此就可以分析出结论，为什么在IC的VCC端都会加两支电容，一支电解的，一支瓷片的，并且容值一般相差倍以上多一点。就是两支不同的电容的谐振频率点岔开了一段距离，既利于对稍高频的滤波，也利于对较低 频的滤波。

　　防反接保护电路

　　通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示：这种接法简单可靠，但当输入大【【电流】】的情况下功耗影响是非 常大的。以输入【【电流】】额定值达到2A，如选用Onsemi的快速恢复二极管 MURPT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。另外还可以用二 极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性（图2）。这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。输入【【电流】】为2A时，图1中的电路功耗为 1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。

　　图1 一只串联二极管保护*不受反向极性影响，二极管有0.7V的压降

　　图2 是一个桥式整流器，不论什么极性都可以没问题工作

　　但是有两个二极管导通，功耗是图1的两倍

　　利用MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。